تكنولوجيا التلبيس بالليزر فائقة السرعة: المفتاح لحل مشكلات التآكل والتلف في المكونات الصناعية

أولاً: تحديد المشكلة: التناقض بين احتياجات مقاومة التآكل والتآكل والتكنولوجيات التقليدية

في مجالات مثل الهندسة الجوية والهندسة البترولية، يُشكل التآكل والتلف حوالي 80٪ من إجمالي حالات فشل المكونات، مما يؤدي إلى توقف المعدات وزيادة التكاليف. للتكنولوجيات الواقية التقليدية قيود واضحة: الطلاء الكرومي الصلب يلوث البيئة؛ طلاءات الرش الحراري تمتلك قوة التصاق ضعيفة؛ الترسيب بالتبخير الفيزيائي غير فعال؛ واللحام الليزري التقليدي يتسبب بسهولة في تشوه المكونات. لذلك، أصبح التحضير الأخضر والفعال للطلاءات الواقية عالية المقاومة للتآكل والتلف مشكلة ملحة يجب حلها في القطاع الصناعي.

ثانياً. تحليل المبدأ: الآلية الأساسية ومزايا الطلاء الليزري عالي السرعة جداً

تم تطوير تقنية الطلاء الليزري عالي السرعة جداً (EHLA) من تقنية الطلاء الليزري التقليدية،

من خلال تحقيق توزيع فعال للطاقة عبر تنظيم موقع التفاعل بين الليزر والمسحوق والركيزة. يكون بؤرة شعاع الليزر وشعاع المسحوق فوق الركيزة، بحيث ينصهر المسحوق قبل وصوله إلى الركيزة. وبدمج تغذية المسحوق المحورية، تصل سرعة الطلاء الخطية إلى 500 م/دقيقة، أي بزيادة كفاءة تصل إلى 10 أضعاف مقارنة بالتكنولوجيا التقليدية.

من حيث توزيع الطاقة ، يتم استخدام 80٪ من طاقة الليزر لذوبان المسحوق ، و 20٪ فقط لتسخين الروك ، مما يجلب ثلاثة مزايا: معدل تخفيف الطلاء أقل من 4٪ ؛ إنخفاض درجة حرارة الدخول إلى الروك يمنع التشوه بالإضافة إلى ذلك، فإن خشونة الطلاء (Ra) أقل من 10 ميكرومتر مع معدل عيب منخفض. من حيث المعدات، حققت شركة ACunity و TRUMPF الألمانية، وكذلك جامعة Xian Zhongke Zhongmei و Xian Jiaotong الجامعة الصينية، اختراقات، مما وضع أساس التصنيع.

الثالث. سيناريوهات التطبيق: التطبيق العملي لمواد الطلاء المختلفة

يعتمد تطبيق EHLA على الطلاءات التكيفية، مقسمة إلى سبائك تقليدية ومواد جديدة:

من بين الطلاءات السبائكية التقليدية، فإن السبائك القائمة على الحديد تتناسب مع قواعد الفولاذ وتُستخدم في معدات التعدين والنفط (مثل طلاءات الدعامات الهيدروليكية الخاصة بشركة شاندونغ للطاقة)؛ والسبائك القائمة على الكوبالت مقاومة لدرجات الحرارة العالية، وتُستخدم في صب البكرات وشفرات التوربينات؛ والسبائك القائمة على النيكل مقاومة للتآكل عند درجات الحرارة العالية، وهي مناسبة لأنابيب الغلايات التي تعمل بالكتلة الحيوية.

توسع طلاءات المواد الجديدة حدود التطبيق: تُستخدم الطلاءات الزجاجية الحديدية (بمحتوى زجاجي بنسبة 96٪) في الآلات الدقيقة؛ وتطبق الطلاءات السبيكية عالية الإنتروبيا (مثل FeCoNiCrMn) الخالية من الشقوق على محركات الطائرات النفاثة؛ وتُستخدم الطلاءات المركبة (مثل المدعمة كربيد التنغستن WC) ذات المتانة والصلابة في معدات التعدين؛ بينما تناسب طلاءات السيراميك ZrB₂-SiC المحامل العاملة عند درجات الحرارة العالية.

رابعًا. النظرة المستقبلية: اتجاهات الاختراقات التكنولوجية

يجب على EHLA التغلب على عقبتين رئيسيتين: الأولى، بناء نظام توحيد المعايير، وتطوير مواد طلاء خاصة، وإنشاء قواعد بيانات العمليات والمعايير النوعية؛ والثانية، دمج التقنيات المساعدة، واستخدام المجالات فوق الصوتية/المغناطيسية لتنظيم حمامات الذوبان، وتعزيز تقنيات ما بعد المعالجة، وتطوير أنظمة مراقبة بصرية تعتمد على الذكاء الاصطناعي لتحسين التشغيل الآلي.

مع انخفاض تكاليف المعدات، من المتوقع أن تتغلغل تقنية EHLA في الشركات الصغيرة والمتوسطة، وأن تحل محل العمليات التقليدية، وتصبح تقنية سطحية رئيسية، وتوفّر حلولاً خضراء وفعالة لحماية المكونات الصناعية، وتدعم التنمية عالية الجودة لقطاع التصنيع.